(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像素子と、
予め定めた階調数を、前記撮像素子の画素加算機能による画素加算数に応じて変化する各画素加算数の飽和電荷量で各々除算した値を利得としたテーブルデータを記憶した記憶手段と、
前記テーブルデータに基づいて、設定された画素加算数に応じた撮像信号の利得を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された利得に応じて前記撮像信号の利得を制御する利得制御手段と、
を備えた撮影装置。
【請求項２】
前記撮像素子の飽和電荷量は、垂直方向及び水平方向の画素加算数と、前記撮像素子の受光素子の飽和電荷量、前記撮像素子の水平転送路の飽和電荷量、及び前記水平転送路から出力された撮像信号を増幅するアンプの飽和電荷量の少なくとも一つと、に基づいて定まる
請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
各画素加算数について、前記撮像素子を露光して飽和させたときの前記撮像素子の出力値で除算した値を新たな利得として前記テーブルデータを補正する補正手段
を備えた請求項１又は請求項２記載の撮影装置。
【請求項４】
前記設定手段は、撮影モードに応じて前記画素加算数を設定する
請求項１〜３の何れか１項に記載の撮影装置。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１〜４の何れか１項に記載の撮影装置を構成する各手段として機能させるための撮影プログラム。
【請求項６】
予め定めた階調数を、被写体を撮像する撮像素子の画素加算機能による画素加算数に応じて変化する各画素加算数の飽和電荷量で各々除算した値を利得としたテーブルデータを記憶した記憶手段に記憶された前記テーブルデータに基づいて、設定された画素加算数に応じた撮像信号の利得を設定するステップと、
設定された利得に応じて前記撮像信号の利得を制御するステップと、
を含む撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影装置、撮影プログラム、及び撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ等の撮像素子を用いた撮影装置として、画素加算することにより感度を向上させて撮影することができる撮影装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、２画素加算等の加算モード時に、増幅器のゲインを非加算モード時の１／２にすることにより、加算モード時でも非加算モード時と同じダイナミックレンジを実現する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、水平転送路内及びフローティングディフュージョンアンプで加算する水平垂直２×２画素加算を行う際に、露光量を１／２にすると共に、Ａ／Ｄコンバータにおける基準電圧の大きさを通常モードの２倍に設定することにより画像の劣化を防ぐ技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、電子ズーム時に垂直ラインの加算を止めて非加算読み出しとし、ゲインコントロールアンプの増幅率を２倍にする技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、フィールドモード（画素加算モード）においては、光電変換要素のフレームモード（非画素加算モード）での飽和電荷量を１／２倍した量と垂直転送部の最大電荷転送量との比が実質的に１：１となるように、半導体基板部の電位を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６６６００号公報
【特許文献２】特開２００２−１０１４０号公報
【特許文献３】特開２００４−１７２８４５号公報
【特許文献４】特開平９−１０７５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
撮像素子の画素加算機能により画素加算を行う場合、撮像素子の飽和電荷量が変化するが、上記従来技術においては、画素加算する際に撮像素子の飽和電荷量の変化については考慮しておらず、ダイナミックレンジが損なわれる場合がある、という問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、画素加算した場合でもダイナミックレンジが損なわれるのを防ぐことができる撮影装置、撮影プログラム、及び撮影方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明の撮影装置は、被写体を撮像する撮像素子と、予め定めた階調数を、前記撮像素子の画素加算機能による画素加算数に応じて変化する各画素加算数の飽和電荷量で各々除算した値を利得としたテーブルデータを記憶した記憶手段と、前記テーブルデータに基づいて、設定された画素加算数に応じた撮像信号の利得を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された利得に応じて前記撮像信号の利得を制御する利得制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、被写体を撮像する撮像素子の画素加算機能に関する箇所の飽和電荷量であって、予め定めた階調数を、前記撮像素子の画素加算機能による画素加算数に応じて変化する各画素加算数の飽和電荷量で各々除算した値を利得としたテーブルデータと、設定された画素加算数と、に基づいて、撮像素子により撮像された撮像信号の利得を設定し、設定された利得に応じて撮像信号の利得を制御する。これにより、画素加算し、撮像素子の飽和電荷量が変化した場合でも、ダイナミックレンジが損なわれるのを防ぐことができる。
【００１２】
なお、請求項２に記載したように、前記撮像素子の飽和電荷量は、垂直方向及び水平方向の画素加算数と、前記撮像素子の受光素子の飽和電荷量、前記撮像素子の水平転送路の飽和電荷量、及び前記水平転送路から出力された撮像信号を増幅するアンプの飽和電荷量の少なくとも一つと、に基づいて定まる。
【００１５】
また、請求項３に記載したように、各画素加算数の場合について、前記撮像素子を露光して飽和させたときの前記撮像素子の出力値で除算した値を新たな利得として前記テーブルデータを補正する補正手段を備えた構成としてもよい。
また、請求項４に記載したように、前記設定手段は、撮影モードに応じて前記画素加算数を設定するようにしてもよい。
【００１６】
請求項５記載の発明の撮影プログラムは、コンピュータを、請求項１〜４の何れか１項に記載の撮影装置を構成する各手段として機能させることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明の撮影方法は、予め定めた階調数を、被写体を撮像する撮像素子の画素加算機能による画素加算数に応じて変化する各画素加算数の飽和電荷量で各々除算した値を利得としたテーブルデータを記憶した記憶手段に記憶された前記テーブルデータに基づいて、設定された画素加算数に応じた撮像信号の利得を設定するステップと、設定された利得に応じて前記撮像信号の利得を制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、画素加算した場合でもダイナミックレンジが損なわれるのを防ぐことができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】撮影システムの斜視図である。
【図２】撮影装置の正面図である。
【図３】画像処理装置１００の概略ブロック図である。
【図４】撮影部３０の概略ブロック図である。
【図５】撮像素子の概略構成を示す図である。
【図６】画素加算数に応じた飽和電荷量のテーブルデータを示す図である。
【図７】画素加算数に応じた利得のテーブルデータを示す図である。
【図８】画像処理装置１００のＣＰＵ７０Ａで実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る撮影装置を用いた撮影システムの一例を示す斜視図である。撮影システム１は、被写体に応じて励起光を照射せずに又は励起光を照射して被写体を撮影し、被写体の撮影画像を取得する撮影システムであり、撮影装置１０及び画像処理装置１００を含んで構成されている。
【００２２】
撮影装置１０は、被写体を撮影して取得した被写体の画像データを画像処理装置１００に出力する。画像処理装置１００は、受信した画像データに対して、必要に応じて所定の画像処理を施して表示部２０２に表示させる。
【００２３】
図２には、撮影装置１０の蓋２２（図１参照）を開けた状態の正面図を示した。同図に示すように、撮影装置１０は、被写体ＰＳが配置される被写体配置部４０と、被写体配置部４０を内部に収容した筐体２０と、被写体配置部４０に配置された被写体ＰＳを撮影する撮影部３０と、被写体ＰＳに励起光を照射する、筐体２０内に配置された落射光源５０と、透過光源６０と、を備えている。
【００２４】
筐体２０は、略直方体に形成された中空部２１を有するものであって、内部に被写体ＰＳが配置される被写体配置部４０を有している。また、筐体２０には図１に示す蓋２２が開閉可能に取り付けられており、ユーザーが蓋２２を開けて筐体２０内に被写体ＰＳを収容することができるようになっている。このように、筐体２０は中空部２１内に外光が入らないような暗箱を構成している。
【００２５】
撮影装置１０は、筐体２０の上面２０ａに固定されており、詳細は後述するが、例えばＣＣＤ等の撮像素子を含んで構成されている。撮像素子には、冷却素子が取り付けられており、撮像素子を冷却することにより、撮影された画像情報に暗電流によるノイズ成分が含まれるのを防止している。
【００２６】
撮影装置１０にはレンズ部３１が取り付けられており、このレンズ部３１は、被写体Ｐ  Ｓにフォーカスを合わせるために、矢印Ｚ方向に移動可能に設けられている。
【００２７】
落射光源５０は、被写体配置部４０の上に配置された被写体ＰＳに向けて励起光を射出する。透過光源６０は、被写体ＰＳの下から励起光を照射する。蛍光試料を撮影する場合には、被写体に応じて落射光源５０及び透過光源６０の少なくとも一方から励起光を被写体に照射させる。
【００２８】
図３には、画像処理装置１００の概略構成を示した。同図に示すように、画像処理装置１００は、メインコントローラ７０を含んで構成されている。
【００２９】
メインコントローラ７０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）７０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）７０Ｃ、不揮発性メモリ７０Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）７０Ｅがバス７０Ｆを介して各々接続された構成となっている。
【００３０】
Ｉ／Ｏ７０Ｅには、表示部２０２、操作部７２、ハードディスク７４、及び通信Ｉ／Ｆ７６が接続されている。メインコントローラ７０は、これらの各機能部を統括制御する。
【００３１】
表示部２０２は、例えばＣＲＴや液晶表示装置等で構成され、撮影装置１０で撮影された画像を表示したり、撮影装置１０に対して各種の設定や指示を行うための画面等を表示したりする。
【００３２】
操作部７２は、マウスやキーボード等を含んで構成され、ユーザーが操作部７２を操作することによって撮影装置１０に各種の指示を行うためのものである。
【００３３】
ハードディスク７４は、撮影装置１０で撮影された撮影画像の画像データ、後述する制御プログラム、制御に必要な各種データ等が記憶される。
【００３４】
通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）７６は、撮影装置１０の撮影部３０、落射光源５０、及び透過光源６０と接続される。ＣＰＵ７０Ａは、通信Ｉ／Ｆ７６を介して、被写体の種類に応じた撮影条件での撮影を撮影部３０に指示したり、被写体に励起光を照射する場合には、落射光源５０及び透過光源６０の少なくとも一方に励起光の照射を指示したりすると共に、撮影部３０で撮影された撮影画像の画像データを受信して画像処理等を施したりする。
【００３５】
図４には、撮影部３０の概略構成を示した。同図に示すように、撮影部３０は、制御部８０を備えており、制御部８０はバス８２を介して通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）８４と接続されている。通信Ｉ／Ｆ８４は、画像処理装置１００の通信Ｉ／Ｆ７６と接続される。
【００３６】
制御部８０は、通信Ｉ／Ｆ８４を介して画像処理装置１００から撮影が指示されると、指示内容に応じて各部を制御して被写体配置部４０に配置された被写体ＰＳを撮影し、その撮影画像の画像データを通信Ｉ／Ｆ８４を介して画像処理装置１００へ送信する。
【００３７】
制御部８０には、レンズ部３１、タイミング発生器８６、撮像素子８８を冷却する冷却素子９０、及び撮像素子８８の温度を検出する温度センサ９１が接続されている。
【００３８】
制御部８０は、例えば図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＯＭ等を含むコンピュータで構成され、不揮発性ＲＯＭには、各部を制御する制御プログラムが記憶されている。これをＣＰＵが読み込んで実行することにより、制御部８０に接続された各部を制御する。
【００３９】
レンズ部３１は、図示は省略するが、例えば複数の光学レンズから成るレンズ群、絞り調整機構、ズーム機構、及び自動焦点調節機構等を含んで構成されている。レンズ群は、図２において被写体ＰＳにフォーカスを合わせるために、矢印Ｚ方向に移動可能に設けられている。絞り調節機構は、開口部の径を変化させて撮像素子８８への入射光量を調整するものであり、ズーム機構は、レンズの配置する位置を調節してズームを行うものであり、自動焦点調節機構は、被写体ＰＳと撮影装置１０との距離に応じてピント調節するものである。
【００４０】
被写体ＰＳからの光は、レンズ部３１を透過して被写体像として撮像素子８８に結像される。
【００４１】
撮像素子８８は、詳細は後述するが、複数の各画素に対応する受光部、水平転送路、及び垂直転送路等を含んで構成されている。撮像素子８８は、その撮像面に結像される被写体像を電気信号に光電変換する機能を有し、例えば電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）や金属酸化膜型半導体（Ｍｅｔａｌ  ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＭＯＳ）等のイメージセンサが用いられる。本実施形態においては、撮像素子８８としてＣＣＤを用いる。
【００４２】
撮像素子８８は、タイミング発生器８６からのタイミング信号により制御され、被写体ＰＳからの入射光を各受光部で光電変換する。
【００４３】
撮像素子８８で光電変換された信号電荷は、電荷電圧変換アンプ（フローティングディフュージョンアンプ）９２によって電圧変換されたアナログ信号となり、信号処理部９４に出力される。
【００４４】
タイミング発生器８６は、撮影部３０を動作させる基本クロック（システムクロック）を発生する発振器を有しており、例えば、この基本クロックを各部に供給すると共に、この基本クロックを分周して様々なタイミング信号を生成する。例えば、垂直同期信号、水平同期信号及び電子シャッタパルスなどを示すタイミング信号を生成して撮像素子８８に供給する。また、相関二重サンプリング用のサンプリングパルスやアナログ・デジタル変換用の変換クロックなどのタイミング信号を生成して信号処理部９４に供給する。
【００４５】
信号処理部９４は、詳細は後述するが、画素加算数に応じて設定された利得に応じて撮像信号を増幅する増幅回路９４Ａ、タイミング発生器８６からのタイミング信号により制御され、入力されたアナログ信号に対して相関二重サンプリング処理を施す相関二重サンプリング回路（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ：ＣＤＳ）、及び相関二重サンプリング処理が施されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ：Ａ／Ｄ）変換器等を含んで構成される。または、フィードスルー部と信号部をＡ／Ｄサンプルし、フィードスルー部及び信号部の各デジタル値の差分データを算出する処理を行う処理部を含んで構成される。
【００４６】
相関二重サンプリング処理は、撮像素子８８の出力信号に含まれるノイズ等を軽減することを目的として、撮像素子８８の１画素毎の出力信号に含まれるフィードスルー部のレベルと画像部分に相当する信号部のレベルとの差をとることにより画素データを得る処理である。
【００４７】
相関二重サンプリング処理されたデジタル信号はメモリ９６に出力され、一次記憶される。メモリ９６に一次記憶された画像データは、通信Ｉ／Ｆ８４を介して画像処理装置１００に送信される。
【００４８】
冷却素子９０は、例えばペルチエ素子等により構成され、制御部８０によって冷却温度が制御される。被写体ＰＳが化学発光試料の場合、励起光を照射せずに比較的長時間露光して撮影を行うため、撮像素子８８の温度が上昇して暗電流の増加等により画質に悪影響を及ぼす場合がある。このため、制御部８０では、画像処理装置１００から指示された冷却温度に撮像素子８８の温度が維持されるように、温度センサ９１により検出された撮像素子８８の温度をモニタしながら冷却素子９０をＰＷＭ（パルス幅変調）制御し、撮像素子８８を冷却する。
【００４９】
図５には、ＣＣＤを用いた撮像素子８８の概略構成を示した。撮像素子８８は、画素を構成する受光部（フォトダイオード）８８Ａ、垂直転送路８８Ｂ、及び水平転送路８８Ｃを含んで構成されている。
【００５０】
各受光部８８Ａで受光されて光電変換された電荷は、各列の垂直転送路８８Ｂに各々出力される。各列の垂直転送路８８Ｂに出力された電荷は、水平転送路８８Ｃに各々転送される。水平転送路８８Ｃに各々出力された電荷は、電荷電圧変換アンプ９２に順次転送される。
【００５１】
また、撮像素子８８は画素加算機能を備えており、垂直方向の画素加算は水平転送路８８Ｃで行われ、水平方向の画素加算は電荷電圧変換アンプ９２で行われる。なお、水平転送路８８Ｃの出力段にサミングゲートを設けた構成とした場合には、水平方向の画素加算はサミングゲートで行うことができる。本実施形態では、水平方向の画素加算は電荷電圧変換アンプ９２で行われる場合について説明する。
【００５２】
受光部９９Ａ、水平転送路８８Ｃ、及び電荷電圧変換アンプ９２は、それぞれ固有の飽和電荷量を有する。
【００５３】
本実施形態では、一例として、各受光部８８Ａの飽和電荷量が１０ｋｅ−、水平転送路８８Ｃの飽和電荷量が２５ｋｅ−、電荷電圧変換アンプ９２の飽和電荷量が５５ｋｅ−の場合について説明する。また、画像の階調は１６ビット、すなわち６５５３６（＝２１６）階調の場合について説明する。
【００５４】
この場合、垂直方向の画素加算が１、水平方向の画素加算が１の（１×１）画素加算の場合、すなわち、画素加算なしの場合、撮像素子８８から出力される電荷の電荷量は、受光部８８Ａの飽和電荷量によって制限される。このため、撮像素子８８から出力される電荷の電荷量の最大値は１０ｋｅ−となる。従って、電荷量が１０ｋｅ−の場合に、画素値が最大値、すなわち６５５３５となるように利得を設定すれば、ダイナミックレンジを最大限に活かすことができる。
【００５５】
また、垂直方向の画素加算が２、水平方向の画素加算が２の（２×２）画素加算の場合、撮像素子８８から出力される電荷の電荷量の最大値は、４０ｋｅ−（＝２×２×１０ｋｅ−）となる。従って、電荷量が４０ｋｅ−の場合に、画素値が最大値となるように利得を設定すれば、ダイナミックレンジを最大限に活かすことができる。
【００５６】
また、垂直方向の画素加算が３、水平方向の画素加算が１の（３×１）画素加算の場合、撮像素子８８から出力される電荷の電荷量の最大値は、２５ｋｅ−となる。水平転送路８８Ｃで垂直方向に３画素加算すると、電荷量の最大値は３０ｋｅ−となるが、水平転送路８８Ｃの飽和電荷量は２５ｋｅ−であり、飽和してしまう場合があるからである。従って、電荷量が２５ｋｅ−の場合に、画素値が最大値となるように利得を設定すれば、ダイナミックレンジを最大限に活かすことができる。
【００５７】
また、垂直方向の画素加算が３、水平方向の画素加算が２の（３×２）画素加算の場合、撮像素子８８から出力される電荷の電荷量の最大値は、（水平転送路８８Ｃの飽和電荷量）×（水平方向の画素加算数）となり、具体的には、５０ｋｅ−（＝２５ｋｅ−×２）である。従って、電荷量が５０ｋｅ−の場合に、画素値が最大値となるように利得を設定すれば、ダイナミックレンジを最大限に活かすことができる。
【００５８】
また、垂直方向の画素加算が３、水平方向の画素加算が３の（３×３）画素加算の場合、撮像素子８８から出力される電荷の電荷量の最大値は、５５ｋｅ−となる。水平転送路８８Ｃで垂直方向に３画素加算された画素の電荷の電荷量の最大値は２５ｋｅ−であり、これを、電荷電圧変換アンプ９２で水平方向に３画素加算すると、電荷量の最大値は７５ｋｅ−（＝２５ｋｅ−×３）なるが、電荷電圧変換アンプ９２の飽和電荷量は５５ｋｅ−であり、飽和してしまう場合があるからである。従って、電荷量が５５ｋｅ−の場合に、画素値が最大値となるように利得を設定すれば、ダイナミックレンジを最大限に活かすことができる。
【００５９】
図６には、垂直方向の画素加算数（水平転送路８８Ｃにおける画素加算数）と水平方向の画素加算数（電荷電圧変換アンプ９２における画素加算数）と飽和電荷量との関係を表すテーブルデータを示した。図６では、垂直方向の画素加算数が１〜５、水平方向の画素加算数が１〜６の場合の飽和電荷量を示している。
【００６０】
このように、画素加算数によって撮像素子８８の飽和電荷量は異なるため、飽和電荷量に関係なく利得を固定とした場合は、ダイナミックレンジが損なわれる場合がある。そこで、本実施形態では、画素加算数に応じて利得を設定することにより、ダイナミックレンジが損なわれるのを防ぐ。
【００６１】
具体的には、図７に示すような利得のテーブルデータを用いて、画素加算数に応じた利得を設定する。
【００６２】
図７に示す利得のテーブルデータの各値は、階調数を図６の各飽和電荷量で割った値、すなわち電荷１ｅ−当たりの利得を表す。階調数は本実施形態では一例として６５５３６（＝２１６）である。また、図６では小数点第３位以下は四捨五入している。従って、例えば、垂直方向の画素加算が３、水平方向の画素加算が３の（３×３）画素加算の場合、（６５５３６／（５５×１０００）≒１．１９となる。
【００６３】
なお、図７に示す利得のテーブルデータは、例えばハードディスク７４に予め記憶される。
【００６４】
次に、本実施形態の作用として、画像処理装置１００のＣＰＵ７０Ａで実行される処理について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６５】
なお、図８に示すフローチャートは、ユーザーが被写体配置部４０に被写体ＰＳを配置して、操作部７２を操作して撮影を指示すると実行される。
【００６６】
ステップ１００では、撮影条件の設定を行う。ここでは、例えば表示部２０２に撮影条件の設定画面を表示し、ユーザーに各種撮影条件を設定させる。撮影条件には、例えばカラー撮影か白黒撮影かを設定するカラーモード、露光時間、撮影モード等がある。ユーザーは、撮影条件を設定した後、撮影開始を指示する。
【００６７】
ステップ１０２では、撮影開始が指示されたか否かを判断し、撮影開始が指示された場合にはステップ１０４へ移行し、撮影開始が指示されていない場合には待機する。
【００６８】
ステップ１０４では、画素加算数を設定する。画素加算数は、例えばユーザーが設定した撮影モード（解像度や感度等）に応じて設定される。具体的には、例えば撮影モードと画素加算数との対応関係を予め定めたテーブルデータをハードディスク７４に予め記憶しておき、このテーブルデータを用いて、撮影モードに応じた画素加算数が設定される。なお、画素加算数は、撮影条件としてユーザーが設定してもよい。
【００６９】
ステップ１０６では、設定された画素加算数に応じた利得を図７に示す利得のテーブルデータから求め、求めた利得及び画素加算数を撮影部３０に出力する。撮像部３０の制御部８０では、画像処理装置１００から指示された利得を信号処理部９４の増幅回路９４Ａに設定すると共に、画素加算数を撮像素子８８に設定する。
【００７０】
ステップ１０８では、撮影の実行を撮影部３０に指示する。これにより、撮影部３０は、設定された露光時間及び画素加算数で被写体ＰＳの撮影を実行する。そして、撮像素子８８では、設定された画素加算数で撮像信号を画素加算して出力する。撮像素子８８から出力された撮像信号は、信号処理部９４の増幅回路９４Ａにおいて設定された利得で増幅されて、後段の回路に出力される。例えば画素加算数が２×２の場合、図７に示すように、利得は１．６４であるので、撮像信号が１．６４倍に増幅される。
【００７１】
このように、本実施形態では、画素加算数に応じて変化する撮像素子８８の飽和電荷量に基づいて設定された利得のテーブルデータから、撮影モードに応じて設定された画素加算数に応じた利得を設定して撮像信号を増幅する。このため、飽和電荷量に関係なく利得を固定値とした場合と比較して、ダイナミックレンジが損なわれるのを防ぐことができる。
【００７２】
なお、図７に示した利得のテーブルデータを補正するようにしてもよい。例えば、図７に示すように垂直方向の画素加算数が１〜５、水平方向の画素加算数が１〜６の場合、（１×１）〜（５×６）の各画素加算数の場合について、利得を１として撮像素子８８を長時間露光して飽和させ、飽和したときの撮像素子８８の出力値で階調数を除算した値を新たな利得とする。例えば、階調数が１６ビット、すなわち６５５３６（＝２１６）の場合において、例えば画素加算数が（３×３）の場合に撮像素子８８を長時間露光して飽和させたときの撮像素子８８の出力値が５２０００の場合には、６５５３６／５２０００≒１．２６を画素加算数が（３×３）の場合の新たな利得とする。このような補正を各画素加算数について行うことにより、各部の飽和電荷量が経時変化した場合でも、適切に利得を設定することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、各受光部８８Ａの飽和電荷量が１０ｋｅ−、水平転送路８８Ｃの飽和電荷量が２５ｋｅ−、電荷電圧変換アンプ９２の飽和電荷量が５５ｋｅ−の場合について説明したが、同じ種類の撮像素子であっても、個体差によって、各部の飽和電荷量が若干異なる場合がある。そこで、各部の飽和電荷量を低めに設定して、図６に示す飽和電荷量のテーブルデータを設定するようにしてもよい。各部の飽和電荷量を低めに設定することにより、撮像素子に個体差が若干存在する場合でも、全ての撮像素子において飽和しないようにすることが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態では、利得の制御を信号処理回路９４の増幅回路９４Ａで行う場合について説明したが、撮像信号をデジタル画像データに変換した後の各画素値に利得を乗算することにより利得を制御するようにしてもよい。
【００７５】
また、本実施形態で説明した撮影システム１の構成（図１〜４参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりしてもよいことは言うまでもない。
【００７６】
また、本記実施形態で説明した制御プログラムの処理の流れ（図８参照）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７７】
１ 撮影システム
１０ 撮影装置
３０ 撮影部
３１ レンズ部
４０ 被写体配置部
５０ 落射光源
６０ 透過光源
７０ メインコントローラ
７０Ａ ＣＰＵ
７２ 操作部
７４ ハードディスク
８０ 制御部
８６ タイミング発生器
８８ 撮像素子
９０ 冷却素子
９１ 温度センサ
９２ 電荷電圧変換アンプ
９４ 信号処理部
９４Ａ 増幅回路
９６ メモリ
１００ 画像処理装置
２０２ 表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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